JP2010133108A - 小割破砕機及び小割破砕機を備えた建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】その破砕能力を最大限に発揮できる状態で破砕対象物を挟み込むことができる小割破砕機及びこの小割破砕機を備えた建設機械を提供する。
【解決手段】油圧ショベル２のアーム１４の先端にアーム１４の長手方向に直交するアーム回動軸６２を中心に回動可能に取り付けられる小割破砕機１８は、基部フレーム２４と、基部フレーム２４から一体的に延出された固定顎２６と、基部フレーム２４に回動自在に取り付けられた、開閉可能な可動顎２８と、基部フレーム２４とアーム１４との連結に用いられるスイングユニット３０とを備えており、このスイングユニット３０は、アーム回動軸６２と直交する方向に延びるスイング軸４６と、スイング軸４６を中心に基部フレーム２４を回動可能に保持するフレームブラケット３２と、スイング軸４６を保持するとともにアーム回動軸に回動可能に取り付けられているスイングコネクタ３４とを含んでいる。
【選択図】図２

Description

本発明は、構造物の解体工事に用いられる破砕機に関し、より詳しくは、小割破砕を行う小割破砕機及びこの小割破砕機を備えた建設機械に関する。

一般的に、ビル等の鉄筋コンクリート構造物を解体する工事においては、まず、バケットの代わりに大割破砕機といった破砕アタッチメントを取り付けた油圧ショベルを用いて、構造物を直接破砕していく１次破砕（大割破砕）が行われる。この大割破砕機は、通常、圧壊用の一対の刃を備えており、この一対の刃を開閉動作することにより、構造物の梁、柱、壁等を直接挟み込んで破砕することができる。

大割破砕により生じた構造物の破片（以下、大割破砕物という。）は、そのままでは大き過ぎ、搬出作業に支障を来す。このため、大割破砕の後、大割破砕物を更に小さく破砕する、所謂、２次破砕（小割破砕）が行われる。この小割破砕は、地面に落下した大割破砕物をより小片に細かく破砕する作業であり、これにより、鉄筋を含む大割破砕物はコンクリート部分と、鉄筋とに分離されて、これらの分別が可能となることから、このような小割破砕は、資源の再利用の観点からも重要な作業である。

ところで、小割破砕を大割破砕機にて行うと、作業効率が極端に悪化するので、好ましくない。
通常、小割破砕には、地面に落ちた大割破砕物を破砕するのに適した小割破砕機といった破砕アタッチメントをバケットの代わりに取り付けた油圧ショベルが用いられる。この小割破砕機は、固定顎と可動顎とを備えており、可動顎の開閉動作により、固定顎と可動顎との間に挟み込んだ破砕対象物を破砕するものであり、例えば、特許文献１に示すような路盤破砕に適した小割破砕機が一般的である。そして、構造物の解体工事現場における小割破砕においても特許文献１に示すような小割破砕機が多く使用されているのが現状である。

ところで、ビルの解体工事現場においては、ビルの壁、梁、柱等を大割破砕機により直接破砕し、これにより生じた大割破砕物のうち、比較的大きなものについては、油圧ブレーカを使用し、小割破砕機で破砕可能な大きさまで破砕する前処理を行ってから、前処理済みの大割破砕物に対して小割破砕機で小割破砕を行うことが一般的に行われている。
しかしながら、近年の解体工事現場をとりまく状況では、現場周囲の環境改善対策の要請から、振動や騒音の低減が強く要求され、特に油圧ブレーカの使用頻度を下げることが望まれている。このため、大きな破片や梁、柱等の長尺物の破片についても小割破砕機で破砕し、小割破砕機の稼働率を上げる必要がある。また、工事期間の短縮、解体費用の低減等の要求もあるので、小割破砕機を使用した作業の高効率化を図ることも望まれている。
特開昭５９−１８７９７６号公報

ところで、小割破砕機においては、可動顎を開動作させ、この可動顎の奥まで破砕対象物を挟み込んだ後、可動顎を閉動作させることにより小割破砕機の破砕能力を最大限に発揮できる。また、梁や柱の破片のように長尺物の破砕対象物に対しては、小割破砕機が長尺物をその長手方向に対し直角に挟み込んだ状態のとき、小割破砕機はその破砕能力を最大限に発揮できる。

しかしながら、破砕対象物が長尺且つ大きい場合、このような破砕対象物を小割破砕機を使用して移動させたり、また、回転させたりすることは難しく、しかも、上述のような状況下では、油圧ブレーカによる前処理はできないため、落下したままの状態にある大割破砕物に対して小割破砕作業をしなければならない。このため、特許文献１に示すような小割破砕機においては、油圧ショベル自体の移動や、その旋回操作等を行うことで、小割破砕機の破砕能力を最大限に発揮できる位置、つまり、破砕対象物に対する小割破砕機の体勢を最適な状態にしてから小割破砕作業を行わなければならず、作業効率が低下するという問題がある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、その破砕能力を最大限に発揮できる状態で破砕対象物を挟み込むことができる小割破砕機及びこの小割破砕機を備えた建設機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の小割破砕機は、ブーム及びアームを有する建設機械に対して、前記アームの先端に前記アームの長手方向と直交する水平なアーム回動軸を中心として回動可能に取り付け可能な小割破砕機において、前記小割破砕機は、基部フレームと、前記基部フレームの先端から一体的に延びる固定顎と、前記基部フレームに回動自在に取り付けられている可動顎と、前記可動顎の開閉動作をなすべく前記可動顎を回動させる駆動手段と、前記アームと前記基部フレームとを前記アーム回動軸を介して連結する連結装置であって、更に、前記アームの左右両方向への前記基部フレームの側方回動を許容するフレーム回動軸を有している連結装置とを備えていることを特徴とするものである（請求項１）。

請求項１に記載の小割破砕機によれば、小割破砕機をアームが起伏動作する方向に沿う面内での回動動作に加え、斯かる面に対し直行する面内における回動動作、即ち、左右へのスイング動作もさせることができる。
また、前記連結装置は、前記アームの先端に前記アーム回動軸を介して連結されるスイングコネクタと、前記基部フレームに設けられ、前記フレーム回動軸を介して前記スイングコネクタと前記基部フレームとを連結させるフレームブラケットとを備えている構成とすることが好ましい（請求項２）。

請求項２に記載の小割破砕機によれば、比較的簡単な構成で左右へのスイング動作が行える小割破砕機を提供することができる。
また、前記フレーム回動軸を中心とする前記基部フレームの回動動作に所定のブレーキ力を発生させるブレーキ手段を更に備えている構成とすることが好ましい（請求項３）。
請求項３に記載の小割破砕機によれば、小割破砕機のスイング動作を任意の角度位置で保持することができ、所定の力が加わったときにスイング動作を許容することができる。

また、前記ブレーキ手段は、前記スイングコネクタと前記フレームブラケットとの間に配設され、これらフレームブラケット及びスイングコネクタを互いに離間する方向に付勢して前記ブレーキ力を発生するばねを含む構成とすることが好ましい（請求項４）。
請求項４に記載の小割破砕機によれば、比較的簡単な構成でブレーキ手段を有する小割破砕機を提供することができる。

一方、本発明の建設機械は、請求項１〜４の何れかに記載の小割破砕機を備えているので、建設機械本体の体勢を変えなくても、小割破砕機がその破砕能力を最大限に発揮できる方向で破砕対象物を挟み込むことができる。

請求項１乃至請求項４に記載の本発明の小割破砕機によれば、小割破砕機を左右にスイング可能であるので、小割破砕機を容易にその破砕能力を最大限に発揮できる方向に向けることができる。このため、最大限の破砕能力を発揮できる良好な状態で破砕対象物を挟み込むことができ、小割破砕機の作業効率の向上が図れる。
また、本発明の建設機械によれば、小割破砕機を左右にスイングさせることにより破砕対象物を良好な方向から挟み込めるので、建設機械本体の移動を極力抑えることができ、ビル等の解体作業の高効率化に寄与する。

以下、本発明に係る建設機械の形態を、図面を参照して説明する。
本発明が適用される建設機械としては特に限定されないが、例えば、図１に示すクローラ型の油圧ショベル２に適用した場合を例に説明する。
この油圧ショベル２は、クローラ型の下部走行体４を備え、この下部走行体４上には上部旋回体６が旋回可能に設けられている。上部旋回体６には、前部左側に運転室８が設けられていると共に、その中央部からブーム１０が延びている。ブーム１０はその両側の所定位置に配設された一対のブームシリンダ１２を伸縮させることで起伏される。当該ブーム１０の先にはアーム１４が回動可能に連結され、このアーム１４の先端にはリンク機構１６を介して、本来のバケットの代わりに小割破砕機１８が取り付けられている。そして、これらアーム１４および小割破砕機１８もまた、そのアームシリンダ２０およびアタッチメントシリンダ２２の伸縮を受けて回動される。なお、油圧ショベル２には、これら以外にも、油圧ショベル２の機能を発揮するのに必要な機能部品（図示せず）が配設されている。

次いで、小割破砕機１８について詳述する。
図２に示すように、小割破砕機１８は、大きく分けてみたとき、基部フレーム２４と、基部フレーム２４の先端部に一体的に延設された固定顎２６と、基部フレーム２４に回動自在に設けられた可動顎２８と、基部フレーム２４とアーム１４との連結に用いられる連結装置としてのスイングユニット３０とを備えており、これら固定顎２６と可動顎２８は、協働して小割破砕機１８の開閉動作を行う。なお、小割破砕機１８については、例えば、図２中矢印Ａ方向を前側、その反対側、つまり、運転室８側となる図２中矢印Ｂ側を後側とし、図２に表れている小割破砕機１８の一側壁側を左側、この一側壁とは反対側となる小割破砕機１８の他側壁側を右側とする。

基部フレーム２４は、内部が中空のボックス形状をなしており、その基端にスイングユニット３０が設けられている。このスイングユニット３０は、基部フレームの基端に立設された一対のフレームブラケット３２及びこれらフレームブラケット３２に回動自在に取り付けられるスイングコネクタ３４等を備えている。
詳しくは、図３にスイングユニット３０の構成を分解した斜視図を示し、この斜視図から明らかなように、一対のフレームブラケット３２は、略三角形状をなし、その中央に貫通孔３５を有する板状体であり、基部フレーム２４の前後方向に互いに離間されて設けられている。

一方、スイングコネクタ３４は、横断面形状が基部フレーム２４側に向かって先細りとなるテーパ状のコネクタ本体３６と、コネクタ本体３６における基部フレーム２４側とは反対側に位置付けられた一対のコネクタブラケット３８とを備えている。
更に、コネクタ本体３６は、基部フレーム２４側の端部に位置付けられた円筒部材４０と、この円筒部材４０に向かって先細りとなるような跳び箱状の箱体４２とからなり、この箱体４２は４個の台形状の板材を組み合わして形成されている。ここで、円筒部材４０の長手方向寸法は、一対のフレームブラケット３２間の寸法よりも僅かに短い寸法に設定されている。そして、この円筒部材４０は、その両端とフレームブラケット３２との間に皿ばね４４をそれぞれ介在させて、一対のフレームブラケット３２間に嵌め込まれ、この状態で、フレームブラケット３２、皿ばね４４及び円筒部材４０の各貫通孔にスイング軸４６が挿通されている。即ち、スイングコネクタ３４はスイング軸４６を介して基部フレーム２４に連結され、そして、フレームブラケット３２及びスイングコネクタ３４が皿ばね４４により互いに離間する方向に付勢された状態にある。

ここで、このスイング軸４６は一端に、その周方向に膨出したフランジ部４８を有し、他端に径方向に貫通したピン孔５０を有している。そして、スイング軸４６の他端には、ピン孔５２を有するブッシュ５４が外側から嵌められ、ピン孔５０，５２に抜け止めピン５６が差し込まれることで、スイング軸４６の抜け止めがなされている。
また、一対のコネクタブラケット３８は、箱体４２の左右の側壁から円筒部材４０とは反対側の方向にそれぞれ延出した板状部からなり、一対のコネクタブラケット３８に互いに対向するアーム連結孔５８及びリンク連結孔６０がそれぞれ形成されている。

図２に示すように、一対のコネクタブラケット３８は、これらコネクタブラケット３８にアーム１４の先端を挟み込んだ状態で、アーム１４の先端及びアーム連結孔５８をそれぞれ貫通するアーム回動軸６２を介してアーム１４に連結されている。一方、一対のコネクタブラケット３８はこれらコネクタブラケット３８間に前述したリンク機構１６のリンクを挟み込んだ状態で、このリンク及びリンク連結孔６０を貫通する回動軸６４を介してリンク機構１６にも連結されている。

これにより、小割破砕機１８は、アタッチメントシリンダ２２の伸縮を受け、アーム１４の先端に対してリンク機構１６を介してアーム回動軸６２を中心に回動動作されるとともに、アーム回動軸６２に対して直交する方向に延びるスイング軸４６を中心として左右にスイング動作することができる。
ここで、スイングコネクタ３４と一対のフレームブラケット３２との間には前述したように皿ばね４４が配設されているので、小割破砕機１８のスイング動作には、ブレーキが常時かけられた状態となっている。このため、小割破砕機１８は、スイングコネクタ３４に対して、不用意にスイング動作することがなく、その際のスイング角度に保持されている。

しかしながら、例えば小割破砕機１８の基部フレーム２４に対し、スイング方向に所定の外力が加えられ、この外力が皿ばね４４によるブレーキ力に打ち勝つと、小割破砕機１８はスイング軸４６を中心にスイングすることができる。つまり、上述の皿ばね４４は、小割破砕機１８を任意のスイング角度にて保持する働きをなす。
図２から明らかなように、小割破砕機１８の固定顎２６は、その側面視形状が先端に向かって先細りとなる略楔形状をなしている。そして、固定顎２６の先端には、三角形状の固定歯６６が複数設けられている。なお、固定顎２６の奥側は中空部に形成され、また、固定顎２６の前壁６８には、矩形の開口７０が複数設けられており（図１参照）、これら開口７０は、前壁６８から可動顎２８と対向する固定顎２６の破砕面７２に亘って貫通している。

また、図２に示すように、可動顎２８は、前述した固定顎２６の破砕面７２に対向可能な顎本体７４を備え、この顎本体７４の基端部は、前述した固定顎２６の中空部内に配置されている。顎本体７４はその基端部にて基部フレーム２４の両側壁に回動軸７６を介して回動自在に取り付けられている。それ故、固定顎２６に対し、回動軸７６を中心に可動顎２８（７４）を回動させることで、小割破砕機１８の開閉動作を行うことができる。

即ち、図２から明らかなように、可動顎２８は駆動シリンダ７８に連結されており、この駆動シリンダ７８は基部フレーム２４内に配設されている。詳しくは、顎本体７４は固定顎２６とは反対側の外面にブラケット８０を有し、このブラケット８０に駆動シリンダ７８におけるピストンロッドの先端が連結されている。そして、駆動シリンダ７８におけるシリンダ外筒の基端８２は、基部フレーム内のブラケットに連結されている。

これにより駆動シリンダ７８が伸縮されると、可動顎２８は回動軸７６を中心に回動し、小割破砕機１８の開閉動作が実施される。
また、顎本体７４は固定顎２６の破砕面７２に対向可能な内面８４を有し、この内面８４には、その先端部に一対の牙８６が設けられている。これら牙８６は固定顎２６の破砕面７２に向けて突出し、小割破砕機１８が閉じられた際、前述した固定顎２６の固定歯６６の間に入り込む。更に、顎本体７４の内面８４には、牙８６よりも奥側に位置して破砕歯８８が左右に複数配設されている。これら破砕歯８８は、小割破砕機１８を閉じた際、前述した固定顎２６の破砕面７２に設けられた開口７０内に入り込むものとなっている。

更に、小割破砕機１８は固定刃９０と可動刃９２からなる鉄筋カッタ９４を備えている。可動刃９２は、可動顎２８の内面８４に左側の破砕歯８８よりも奥側に位置して配設され、固定刃９０は、固定顎２６における左側の基端部寄りに配設されている。これら可動刃９２及び固定刃９０は小割破砕機１８の開閉動作により鉄筋を挟み込んで切断することができる。上述の鉄筋カッタ９４は、小割破砕機１８の左側面に位置付けられているので、運転室８から視認し易い。

以上のような小割破砕機１８を備えた油圧ショベル２の動作の態様について以下に説明する。
ビルの解体作業現場において、大割破砕機により大割破砕がなされ、地面上の大割破砕物Ｘの長手方向が、例えば、図４に示すように、小割破砕機１８の軸線を含む鉛直面に対して斜めになっているとする。このような大割破砕物Ｘに対して小割破砕を行う油圧ショベル２の小割破砕機１８は、先ず、駆動シリンダ７８を収縮させて最大限に開かれ、その固定顎２６と可動顎２８との間の最奥部にて大割破砕物Ｘを斜めに銜え込む。このとき、大割破砕物Ｘは、固定顎２６及び可動顎２８の右側部分に片当たりした状態となる。この状態から、ブーム１０及びアーム１４を操作して図４中矢印Ｃ方向の力を小割破砕機１８に加えていくと、小割破砕機１８は片当たりしている部分を支点とし、そのスイング軸４６を中心に回動するような回動力を受ける。そして、このような回動力が所定値以上となったとき、皿ばね４４によるブレーキ力に抗し、図５に示されるように小割破砕機１８は右側にスイングして、その軸線を含む面が大割破砕物Ｘの長手方向に対して直交し、これにより、大割破砕物Ｘを固定顎２６と可動顎２８との間の最奥部にて均等に銜え込むことができる。このように、最奥部にまで大割破砕物Ｘを均等に銜え込んだ状態のとき小割破砕機１８はその破砕能力を最大限に発揮できるので、この状態で駆動シリンダ７８を伸長させて可動顎２８を閉動作させることにより、効果的な大割破砕物Ｘの小割破砕を行うことができる。

より詳しくは、小割破砕機１８が閉じられると、固定顎２６における破砕面７２の開口７０に可動顎２８の破砕歯８８が入り込むが、このとき、大割破砕物Ｘは小割破砕機１８の奥にて均等に銜え込まれているので全ての破砕歯８８が大割破砕物Ｘに食い込む。よって、これら固定顎２６と可動顎２８とにより大割破砕物Ｘに大きな破砕力を加えることができ、効率よく大割破砕物Ｘのコンクリート部分を細かく粉砕することができる。ここで、粉砕された小片はその一部が固定顎２６の開口７０を通じて外部に排出される。

また、大割破砕物が地上に対して斜めに浮き上がっている場合でも、同様にして破砕対象物の長手方向に直交する方向に小割破砕機１８を銜え込ませることができ、効率よく大きな破砕力を作用させることができる。
本実施形態に係る小割破砕機１８は、図５に示すように、スイング軸４６を中心に左右に回動させることができ、大割破砕物の置かれた状態に拘わらず、小割破砕機１８を大割破砕物に正対させた状態で、その最奥部にて大割破砕物を銜え込むことができる。このため、小割破砕機１８の破砕能力を最大限に発揮できるので、大きな大割破砕物を油圧ブレーカで前処理したり、適当な方向に移動させたりする作業を省略でき、小割破砕の作業効率を向上させることができる。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
上記した実施形態においては、クローラ式の油圧ショベルについて説明したが、本発明は、この態様に限定されるものではなく、ホイール式の油圧ショベル等の他の建設機械に採用しても構わない。

建設機械としての油圧ショベルを示す側面図である。 一実施形態に係る小割破砕機の側面図である。 小割破砕機の基部フレームとアームとを連結する連結装置の一部を分解して示す斜視図である。 図２の小割破砕機を運手室側よりみた図である。 図４の小割破砕機を右側に回動させた状態で示す図である。

符号の説明

２ 油圧ショベル（建設機械）
４ 下部走行体
６ 上部旋回体
８ 運転室
１０ ブーム
１４ アーム
１８ 小割破砕機
２４ 基部フレーム
２６ 固定顎
２８ 可動顎
３０ スイングユニット
３２ フレームブラケット
３４ スイングコネクタ
３６ コネクタ本体
３８ コネクタブラケット
４０ 円筒部材
４２ 箱体
４４ 皿ばね
４６ スイング軸（フレーム回動軸）
５８ アーム連結孔
６０ リンク連結孔
６２ アーム回動軸
８６ 牙
８８ 破砕歯

Claims (5)

1. ブーム及びアームを有する建設機械に対して、前記アームの先端に前記アームの長手方向と直交する水平なアーム回動軸を中心として回動可能に取り付け可能な小割破砕機において、
   前記小割破砕機は、
   基部フレームと、
   前記基部フレームの先端から一体的に延びる固定顎と、
   前記基部フレームに回動自在に取り付けられている可動顎と、
   前記可動顎の開閉動作をなすべく前記可動顎を回動させる駆動手段と、
   前記アームと前記基部フレームとを前記アーム回動軸を介して連結する連結装置であって、更に、前記アームの左右両方向への前記基部フレームの側方回動を許容するフレーム回動軸を有している連結装置と
   を備えていることを特徴とする小割破砕機。
2. 前記連結装置は、
   前記アームの先端に前記アーム回動軸を介して連結されるスイングコネクタと、
   前記基部フレームに設けられ、前記フレーム回動軸を介して前記スイングコネクタと前記基部フレームとを連結させるフレームブラケットと
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の小割破砕機。
3. 前記フレーム回動軸を中心とする前記基部フレームの回動動作に所定のブレーキ力を発生させるブレーキ手段を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の小割破砕機。
4. 前記ブレーキ手段は、前記スイングコネクタと前記フレームブラケットとの間に配設され、これらフレームブラケット及びスイングコネクタを互いに離間する方向に付勢して前記ブレーキ力を発生するばねを含むことを特徴とする請求項３に記載の小割破砕機。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の小割破砕機を備えた建設機械。

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